因為亮眼的外形，北京冬奧會、冬殘奧會火炬“飛揚”甫一亮相，就引來無數(shù)贊嘆。
評選火炬外觀設(shè)計，最重要的標準是什么?為什么冬奧會火炬的配色是紅色和銀色?為什么要用氫氣做火炬燃料?“飛揚”的研制過程中破解了哪些難題?
就上述問題，參與火炬外觀評選和“飛揚”研制過程的幾位專家給出了答案。
中國航天科技集團高級工程師韓宗捷
用氫氣做火炬燃料 還為火焰“上了色”
韓宗捷介紹，研制“飛揚”的過程中，團隊解決了火焰顏色與穩(wěn)定性、高壓儲氫、氫能安全利用等多項技術(shù)難題。
“火炬安全可靠性高，可抗風10級，可在極寒天氣中使用，減壓比高達幾百倍。解決復(fù)雜難題的同時，兼顧了輕量化、小型化的要求。”
新京報：為何會采用氫氣作為燃料?
韓宗捷：我們最主要的考慮是，氫氣是最清潔環(huán)保的燃料，燃燒的時候產(chǎn)物只有水，沒有二氧化碳，能實現(xiàn)完全的零排放能源。這是我們選取它作為燃料的主要原因。
新京報：將氫氣作為燃料，從研究到落實遇到了哪些難題?
韓宗捷：研究的過程中，我們確實碰到了，也克服了很多難題。
首先是火焰的顏色。大家都知道氫氣的火焰在日光下是不可見的，是看不到的，這不能滿足視覺和拍攝的需求。所以我們在研制的過程中，首先研發(fā)了一種可以調(diào)節(jié)氫氣火焰顏色的配方，讓它在日光下具有可見的火焰顏色。
第二，火焰的穩(wěn)定性問題。冬奧會的火炬?zhèn)鬟f過程中，會遇到很多高速風或者大風的環(huán)境。所以，我們解決了火炬在時速100公里的大風中的燃燒穩(wěn)定性問題。
第三，高壓儲氫問題，我們碰到的是一個大比例減壓問題。大家知道在我們手持火炬的內(nèi)部，空間是非常狹小的，在這樣一個空間里面，我們要實現(xiàn)一個高達幾百倍的大比例的減壓，也是一個非常難的問題。所以，我們研制了一款輕量化小型化的氫氣減壓裝置，來對高壓的氫氣進行減壓。
碳纖維專家黃翔宇
“飛揚”破解了火炬高溫制備中的諸多難題
黃翔宇介紹，“飛揚”的外殼由碳纖維及其復(fù)合材料制造而成，呈現(xiàn)出了“輕、固、美”的特點，解決了碳纖維復(fù)合材料在極端條件下的應(yīng)用瓶頸。
“同時也破解了火炬外殼在1000℃高溫制備過程中起泡、開裂的難題。”
新京報：什么是碳纖維，它有什么特點?
黃翔宇：碳纖維，顧名思義就是含碳的纖維。它的含碳量非常高，達到90%以上。要把一個纖維做成骨架上都是碳的，需要一個非常復(fù)雜的過程。
碳纖維有什么特點?一是輕，密度只有鋼的1/4，強度是鋼的6-7倍，計算下來，碳纖維的比強度(強度除以密度)就是鋼的20倍以上。所以說，“輕而強”是碳纖維的最大特點。同時，它又耐腐蝕耐各種環(huán)境，在很多特殊環(huán)境都可以使用，是一個高科技的產(chǎn)品。
新京報：為什么想到把碳纖維用在冬奧火炬上?
黃翔宇：以往的冬奧火炬，包括奧運會的火炬都是金屬材料，這是傳統(tǒng)的做法。我們冬奧組委提出一個概念，用新材料。我們覺得碳纖維有輕的特點，剛度又好，能夠替代傳統(tǒng)金屬材料。
但是這種方式也有難度，因為碳纖維要跟樹脂復(fù)合做成復(fù)合材料，才能做出火炬的形狀。復(fù)合材料一般都不耐火不耐溫，要實現(xiàn)耐火耐溫，對技術(shù)的要求非常高，就要在選用什么樣的樹脂，怎么樣把它做成在工藝上面，有很多新的東西。這都是這一次我們研發(fā)火炬的時候，攻克的一個又一個的難關(guān)。所以“飛揚”的這把火炬，其實體現(xiàn)了很多科技元素。
新京報：在制作火炬的過程中，運用新材料的方面有哪些創(chuàng)新?
黃翔宇：第一個是它的編制。我們用的是三維編制的方法，用的是最先進的技術(shù)，能夠編制出各種形狀，而且按照設(shè)計師要求的尺寸編制出來。這是碳纖維成型當中的一個技術(shù)突破。
第二是它的模具設(shè)計。成型模具的設(shè)計要用到組合型的模具，各種特殊設(shè)計的模具，這是為了解決不同曲面成型的要求。
第三，就是選用了一種非常特殊的，可以耐高溫的樹脂。最后，樹脂的成型技術(shù)也是專門為它開發(fā)的。有固化程序，傳統(tǒng)的規(guī)劃方法解決不了這個問題，要一步一步通過特殊的手段，讓這種樹脂做成的火炬頭能夠耐火耐溫。
△北京2022年冬奧會火炬外觀設(shè)計
火炬外觀設(shè)計評審會評委魯曉波
評選火炬設(shè)計首要標準是體現(xiàn)冬奧精神
魯曉波介紹了火炬評審的標準，“首先，火炬的設(shè)計一定要體現(xiàn)北京冬奧會和冬殘奧會的精神。”
據(jù)了解，“飛揚”集中了很多高科技，為一些功能，比如未來大量的火炬?zhèn)鬟f提供了技術(shù)保證。“也就是體現(xiàn)了一種藝術(shù)和科技的有機融合。”
新京報：火炬設(shè)計的最終評選標準是什么?
魯曉波：所有評委參加評審之前，冬奧組委已經(jīng)設(shè)立了一些標準，概括起來有幾個方面。
首先，火炬的設(shè)計一定要體現(xiàn)北京冬奧會和冬殘奧會的精神，我覺得這是最重要的。同時，還要體現(xiàn)北京的地域特點、中國風格。這是在內(nèi)涵上，所有評委心中一個最重要的標準。
其次，功能上，火炬設(shè)計要實現(xiàn)藝術(shù)和技術(shù)的高度融合，不但要保證功能的實現(xiàn)。比如造型上的祥云圖案，往上延伸，逐漸向雪花圖案的一個過渡，實際上就體現(xiàn)了人文北京的一種風格。
此外，我覺得要考慮到奧林匹克精神的傳承。因為在整個火炬的傳遞過程當中，這種沉浸式的奧林匹克精神的傳遞和體驗，也是非常重要的。
新京報：您覺得現(xiàn)在的火炬方案，優(yōu)勢在哪里?
魯曉波：這個方案，我覺得比較綜合地體現(xiàn)了上述那幾個方面的特點。一個是從精神上，整個火炬的造型非常簡約，但是流動感很強。整個形式上，體現(xiàn)了現(xiàn)代的概念，很現(xiàn)代化。同時有一種飄逸的感覺。
“飛揚”藝術(shù)性的造型非常獨特，我覺得有別于過去奧林匹克運動會甚至國內(nèi)外重大的體育賽事的火炬，有一定的獨特性和差異性。
另外，在文化內(nèi)涵上，火炬下方的圖案，從下方的祥云逐漸過渡到上方的雪花，我覺得這種過渡很自然，總體來講比較大氣和簡約。
在技術(shù)方面，“飛揚”也集中了很多高科技，為一些功能，比如未來大量的火炬?zhèn)鬟f提供了技術(shù)保證，這一系列東西我覺得都在設(shè)計方案上綜合性地體現(xiàn)了出來。也就是體現(xiàn)了一種藝術(shù)和科技的有機融合。
北京冬奧會火炬外觀設(shè)計師李劍葉
“飛揚”的火焰會像火龍一樣盤旋向上
李劍葉表示，“飛揚”的外觀設(shè)計上，祥云傳達吉祥的寓意，是2008年北京奧運會的延續(xù);雪花表現(xiàn)冬奧會特征，是北京2022年冬奧會的創(chuàng)新。“火炬交接時，兩支火炬的頂部可以緊密相扣，這既是設(shè)計上的奇妙創(chuàng)新，又象征著不同文明交流互鑒，讓世界更加相知相融的冬奧愿景。”
新京報：北京冬奧會火炬為什么叫“飛揚”，設(shè)計的整體理念是什么?
李劍葉：這個火炬其實大家首先看到它特別具有動感，因為整個設(shè)計能讓人感覺它從下往上沒有一根是直線條，曲線也是具有變化的，主要也是為了寓意冬奧的精神，它非常具有動感，激情飛揚，所以最后火炬的名字也叫飛揚。
火炬的色彩是紅色漸變到銀色，這兩個主色象征了“純潔的冰雪，激情的約會”，是冰和火相交融。整體有一個紅色的主線，從頂部慢慢地下來，貫穿了整個火炬。線條本身非常動感，有點像賽道，也有山巒的感覺，也有點像長城，這暗示了主辦地的環(huán)境。
新京報：能否再介紹下冬殘奧會火炬的設(shè)計理念和寓意?
李劍葉：冬殘奧會的火炬整體的外形跟冬奧的火炬是一樣的，但是它的配色做了一個變化，成了金色和銀色，代表了或寓意了輝煌和夢想，這是我們想表達的東西。
冬殘奧會的火炬在設(shè)計上還有一個小亮點，就是在整個火炬的最下方，我們圍繞它整個這一圈有一個北京2022冬殘奧的盲紋，它是一個小凸點，所以如果你摸到這個東西的話，就能讀得出來：北京2022冬殘奧會。
新京報：國際奧委會執(zhí)委會盛贊“飛揚”的設(shè)計，稱它既有文化傳承又有科技創(chuàng)新。你們是如何做到的?
李劍葉：整個設(shè)計過程中，組委會的老師跟我們一塊兒工作，給了我們不少啟發(fā)。
這個啟發(fā)源于一片小樹葉。我們當時看到一片樹葉，它本身能夠展示出來的那種美，和傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計里頭那種很規(guī)矩的美是完全不一樣的，所以我們把這種自然的美抓取下來，然后放到火炬的設(shè)計中去。
“飛揚”的燃燒方式也是特別創(chuàng)新的，傳統(tǒng)的火炬燃燒就是一團火，我們的火焰是像火龍一樣盤旋往上面走，火的大小可以通過一些設(shè)計的小細節(jié)去控制，從小慢慢到變大，所以到頂端的時候就會變得更有活力，然后整體我覺得是非常不一樣的。
